人教版高中物理必修二检测：课时训练18实验探究功与速度变化的关系 Word版含答案
人教版高中物理必修二课件：实验探究功与速度变化的关系
? ?
C
B
A
3、用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条 橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同， 即橡皮筋被拉长的长度相同。
4、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出 小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速 运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。
1. 测速度：打点计时器或光电门等. 2. 测量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做功等.
解 决 第一次用一条橡皮筋拉小车 方 案
做功W
第二次用两条完全相同的橡 皮筋并联起来栓到小车上拉 小车，且使每条橡皮筋的伸 长都和第一次的伸长量一样
做功2W
依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸 的长度都一样，做的功为3W、4W……
A、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的 具体数值
B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有 必要 保持一致
C、放小车的长木板应该尽量使其水平 D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹 出
做功2W
依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且 拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W……
? ? ?
C
B
A
先加速后匀速
橡皮筋恢复原长时的速度，就是匀速阶段的速度
1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端 夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装 有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推 小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。
5W
0.529 0.279841 0.148036 0.727324
6W
0.571 0.326041 0.186169 0.755645
人教版高中物理必修二：7.6《实验探究功与速度变化的关系》提分训练(含答案).docx
高中物理学习材料桑水制作6.实验:探究功与速度变化的关系一、选择题1.如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,关于橡皮筋做的功,下列说法中正确的是( )A.橡皮筋做的功可以直接测量B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍解析:橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能,但无法直接测量,橡皮筋的条数成倍增加,弹性势能也会成倍增加,即做功成倍增加,但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功,故A、C错,B对。
橡皮筋的弹性势能与形变量的平方成正比,当拉伸为原来的两倍时,橡皮筋的做功变为原来的4倍,故D错。
答案:B二、非选择题2.用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系。
实验时,先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出,沿木板滑行。
小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录运动情况。
观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:(1)适当垫高木板是为了。
(2)通过纸带求小车速度时,应使用纸带的(选填“全部”“前面部分”或“后面部分”)。
(3)若实验作了n次,所用橡皮筋分别为1根、2根、…n根,通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2、…v n,用W表示橡皮筋对小车所做的功,作出的W v2图线是一条过坐标原点的直线,这说明W与v的关系是。
答案:(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)W与速度v的平方成正比3.“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋的作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0。
当用4条、6条、8条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4~6VB.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D.利用每次测出的小车最大速度v max和橡皮筋做的功W,依次作出W v max、W、W、W2v max、W3v max、…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系。
高中物理人教版必修2实验：探究功与速度变化的关系教学设计
“探究功与速度变化的关系”教案教学目标(一) 知识与技能1．理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理，能够自主设计实验。
2．利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度。
3．运用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
(二) 过程与方法1．通过实验操作过程中控制实验条件的方法，体验知识的探究过程。
2．体验通过实验数据处理寻找物理量间关系的方法。
(三) 情感态度与价值观1．通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美，体会数理的巧妙结合，激发学生求知欲和学习兴趣。
2．通过实验探究的各个环节，培养学生敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
教学重点学习探究功与速度变化关系的物理过程和所用方法，并会利用图象法处理数据。
教学难点1．探究思路的形成及实验条件的控制。
2．用图象方法分析处理实验数据。
教学工具橡皮筋（5根），滑块，砝码，气垫导轨，光电门，刻度尺，打点记时器（电火花），纸带，坐标纸，多媒体设备。
教学过程设计(一) 教学流程图(1) 在试验中橡皮筋在哪个过程中对小车做功？教师活动课堂小结：师问：请同学们总结这节课你们学到了什么?学生总结后集体回答：1．功与速度变化的关系：当小车初速度为零时，力对小车做的功与速度的平方成正比。
2．探究问题的思路：课后探究1．除了用实验的方法验证外，能否用理论推导的方法来验证，如果可以，应如何验证？2．完成学案中的思考与探究。
板书设计实验：探究功与速度变化的关系1. 猜想：2. 实验方案的设计3. 实验操作技巧3.1 功的测定：相同橡皮筋、同一位置释放3.2 速度的测定：纸带或光电门3.3 平衡摩擦力：3.4 改进方案：气垫导轨、光电门4. 实验数据处理与结论4.1 处理方法：4.2 实验结论：外力对物体做的功与物体速度的平方成正比(0=v)，即2vW∝。
【人教版】高中物理必修二精练：课时检测区_能力达标7.6实验：探究功与速度变化的关系含解析
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课时检测区·能力达标1.在“研究功与速度变化的关系” 的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变 , 这样每次()A.做的功相同B.每条橡皮筋产生的弹性势能相同C.产生的动能相同D.产生的重力势能相同【分析】选 B。
本次实验是经过改变橡皮筋的条数来改变弹性势能,从而使每次小车获取的速度不一样的。
2.某同学在做利用橡皮筋研究功与速度变化关系的实验时, 拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，不计小车遇到的阻力, 在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化状况是()A.一直是平均的B.先减小后增大C.先增大后减小D.先增大后平均不变【分析】选 D。
橡皮筋对小车作用过程中小车速度增大,所以点间距增大 ,当小车走开橡皮筋后做匀速直线运动,点的间距不再变化 ,所以选 D。
3.为了计算因为橡皮筋做功而使小车获取的速度 , 在某次实验中某同学获取了如下图的一条纸带 , 在 A、B、C、D 中应当采纳 ________点的速度才切合要求。
【分析】实验中所要求丈量的速度应当是橡皮筋作用完成此后小车的速度 ,也就是小车所获取的最大速度。
由题图中能够看出 ,打 A、B 两点时橡皮筋还没有作用完成 ,而打 D 点时橡皮筋作用完成后已经过了一段时间 ,所以最理想的应当是 C 点的速度。
答案 :C4.某同学用如下图的装置研究功与物体速度变化的关系。
(1)图中所示的电磁打点计时器 , 应当装备 4～6V 的________(选填“沟通”或“直流” ) 电源。
(2)实验中为了均衡小车所受的摩擦力 , 可将木板的 ________( 选填“左”或“右” ) 端垫起适合的高度。
(3)实验中经过改变橡皮筋的 ________(选填“长度”或“条数” ) 改变功的值。
(4)操作正确的状况下 , 以功 W为纵坐标 , 以________(选填“ v”“v2”或“”) 为横坐标作出的图线最靠近一条倾斜的直线。
人教版高中物理必修二检测：课时训练18实验探究功与速度变化的关系
课时训练18 实验:探究功与速度变化的关系题组一实验原理的理解1.在利用橡皮筋“探究功与物体速度变化关系”的实验中,每次选取纸带后,我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度( )A.间距均匀的B.间距不均匀的C.间距均匀的与不均匀的都可D.最好是间距均匀的,若纸带上没有间距均匀的,也可用间距不均匀的解析:橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功,小车做匀速运动,纸带上的点间距是均匀的,故A对,B、C错;若纸带上没有间距均匀的点,说明纸带太短,橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器,在这种情况下应选用更长的纸带,或者是因为没有完全平衡摩擦力,需重新平衡摩擦力,故D错。
答案:A2.如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,关于橡皮筋做的功,下列说法中正确的是( )A.橡皮筋做的功可以直接测量B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍解析:橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能,但无法直接测量,橡皮筋的条数成倍增加,弹性势能也会成倍增加,即做功成倍增加,但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功,故A、C错,B对。
橡皮筋的弹性势能与形变量不成正比,当拉伸为原来的两倍时,橡皮筋做的功不会变为原来的两倍,故D错。
答案:B3.我们知道,重力势能的变化与重力做功密切相关,弹性势能的变化与弹力做功密切相关。
那么,请你猜测动能的变化与什么力做功密切相关呢( )A.动力B.阻力C.合外力D.不能确定解析:物体动能的变化与它的速度的变化是密切相关的,而物体速度的变化又与加速度和时间有关,加速度的大小是取决于物体所受的合外力,所以可以猜测,动能的变化应该与合外力做功密切相关。
答案:C题组二实验操作及注意事项4.在探究力对物体做的功与物体速度的关系的实验中,有关小车质量的选择,下列说法正确的是( )A.小车质量应该尽量小一些B.小车质量应该大一些C.与小车质量无关D.以上说法都不对解析:如果小车质量太小,当用多条橡皮筋时,小车运动速度过大,可能使纸带上打出的点数太少,难以找到合适的点计算小车的速度。
度人教新课标高中物理必修二课后作业 实验：探究功与速度变化的关系 含解析
课后作业(十六)[基础巩固]1．一物体做变速运动时，下列说法中正确的是()A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变B．物体所受合外力一定不为零C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变D．物体的加速度可能为零[解析]物体做变速运动，可能是物体的速度方向变化，而大小不变，如匀速圆周运动，此时物体的动能不变，并无外力对物体做功，故选项A、C均错误；物体做变速运动，一定具有加速度，物体所受合外力一定不为零，故选项B正确，选项D错误．[答案] B2．关于动能定理，下列说法中正确的是()A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程[解析]公式W＝ΔE k中W为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A错，B对；动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，C错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D项错误．[答案] B3．如右图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为( )A.14mgRB.13mgRC.12mgRD.π4mgR [解析] 在Q 点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有F N －mg ＝m v 2R ，F N ＝2mg ，联立解得v ＝gR ，下落过程中重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得mgR －W f ＝12m v 2，解得W f ＝12mgR ，所以克服摩擦力做功12mgR ，C 正确．[答案] C4．如图所示，足球比赛时，某方获得一次罚点球机会，该方一名运动员将质量为m 的足球以速度v 0猛地踢出，结果足球以速度v 撞在球门高h 的门梁上而被弹出．现用g 表示当地的重力加速度，则此足球在空中飞往门梁的过程中克服空气阻力所做的功应等于( )A ．mgh ＋12m v 2－12m v 20B.12m v 2－12m v 20－mgh C.12m v 20－12m v 2－mgh D ．mgh ＋12m v 20－12m v 2 [解析] 由动能定理得－W f －mgh ＝12m v 2－12m v 20，W f ＝12m v 20－12m v 2－mgh .[答案] C5．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900 J ，他克服阻力做功100 J ．韩晓鹏在此过程中( )A ．动能增加了1900 JB ．动能增加了2000 JC ．重力势能减小了1900 JD ．重力势能减小了2000 J[解析] 本题主要根据两个关系分析，即合外力对物体做的总功等于物体动能的变化量．重力做功与重力势能变化量的关系：W G ＝－ΔE p .由动能定理可知，ΔE k ＝1900 J －100 J ＝1800 J ，故A 、B 均错误．重力势能的减少量等于重力做的功，故C 正确、D 错误．[答案] C6．一辆汽车以v 1＝6 m/s 的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行s 1＝3.6 m ，如果以v 2＝8 m/s 的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离s 2应为( )A ．6.4 mB ．5.6 mC ．7.2 mD ．10.8 m[解析] 解法一：急刹车后，汽车做匀减速运动，且两种情况下加速度大小是相同的，由运动学公式可得－v 21＝－2as 1 ①，－v 22＝－2as 2 ②，两式相比得s 1s 2＝v 21v 22.故汽车滑行距离s 2＝v 22v 21s 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫862×3.6 m ＝6.4 m.解法二：急刹车后，水平方向上汽车只受摩擦阻力的作用，且两种情况下摩擦力大小是相同的，汽车的末速度皆为零．－Fs 1＝0－12m v 21 ①，－Fs 2＝0－12m v 22 ②， ②式除以①式得s 2s 1＝v 22v 21.故汽车滑行距离 s 2＝v 22v 21s 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫862×3.6 m ＝6.4 m. [答案] A[拓展提升]7．质量为m 的物体以初速度v 0沿水平面向左开始运动，起始点A 与一轻弹簧O 端相距s ，如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x ，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为( )A.12m v 20－μmg (s ＋x ) B.12m v 20－μmgx C ．μmgs D ．μmg (s ＋x )[解析] 由动能定理得－W －μmg (s ＋x )＝0－12m v 20，W ＝12m v 20－μmg (s ＋x )．[答案] A8．(多选)质量为m 的汽车在平直公路上行驶，发动机的功率P 和汽车受到的阻力F f 均恒定不变，在时间t 内，汽车的速度由v 0增大到最大速度v m ，汽车前进的距离为s ，则此段时间内发动机所做的功W 可表示为( )A ．W ＝PtB ．W ＝F f sC ．W ＝12m v 2m －12m v 20＋F f s D ．W ＝12m v 2m ＋F f s [解析] 由题意知，发动机功率不变，故t 时间内发动机做功W ＝Pt ，所以A 正确；车做加速运动，故牵引力大于阻力F f ，故B 错误；根据动能定理W －F f s ＝12m v 2m －12m v 20，所以C 正确，D 错误． [答案] AC9．如右图所示，竖直平面内的一半径R ＝0.5 m 的光滑圆弧槽BCD ，B 点与圆心O 等高，质量m ＝0.1 kg 的小球从B 点正上方H ＝0.75 m 高处的A 点自由下落，由B 点进入圆弧轨道，从D 点飞出，不计空气阻力，(取g ＝10 m/s 2)求：(1)小球经过B 点时的动能；(2)小球经过最低点C 时的速度大小v C ；(3)小球经过最低点C 时对轨道的压力大小．[解析] (1)小球从A 点到B 点，根据动能定理有：mgH ＝E k代入数据得：E k ＝0.75 J.(2)小球从A 点到C 点，设经过C 点速度为v C ，由动能定理有：mg (H ＋R )＝12m v 2C 代入数据得v C ＝5 m/s. (3)小球在C 点，受到的支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：F N －mg ＝m v 2C R ，代入数据解得F N ＝6 N由牛顿第三定律有：小球对轨道的压力F N ′＝6 N.[答案] (1)0.75 J (2)5 m/s (3)6 N10．如图所示，质量m ＝1 kg 的木块静止在高h ＝1.2 m 的水平台上，木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，用水平推力F ＝20 N ，使木块产生位移l 1＝3 m 时撤去，木块又滑行l 2＝1 m 后飞出平台，求木块落地时速度的大小．(g 取10 m/s 2)[解析] 对全过程由动能定理得：Fl 1－μmg (l 1＋l 2)＋mgh ＝12m v 2－0，代入数据：v ≈11.3 m/s.[答案] 11.3 m/s[强力纠错]11．如右图所示，质量为m 的小车静止在水平光滑的平台上，系在小车上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面的人以速度v 0向右匀速走动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人对小车所做的功为( )A.12m v 20B.22m v 20C.14m v 20 D ．m v 20[解析] 开始人在地面上平台的边缘时，物体的速度为零．当人向右行至绳与水平方向夹角为45°处时，物体有了一定的速度，根据运动的合成与分解知识，人向右的速度v 0可以分解为沿绳子方向的速度v 1和垂直于绳子方向的速度v 2，如右图所示，其中沿绳子方向的分速度v 1就等于小车的速度，则v 1＝v 0cos θ，①对小车，由动能定理得，在此过程中人对小车所做的功为W ＝12m v 21－0，②由①②得W ＝14m v 20. [答案] C12．(多选)质量为M 的木块放在光滑水平面上，质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 1运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进了L ，子弹陷入的深度为Δs ，将子弹所受的阻力f 视为恒力，则下列关系式中正确的有( )A ．fL ＝12M v 21 B ．f Δs ＝12m v 21C ．f Δs ＝12m v 20－12(M ＋m )v 21 D ．f (L ＋Δs )＝12m v 20－12m v 21 [解析] 根据动能定理，对木块有fL ＝12M v 21－0 对子弹有－f (L ＋Δs )＝12m v 21－12m v 20 解得f Δs ＝12m v 20－12(M ＋m )v 21 选项A 、C 、D 正确．[答案] ACD。
2021届高中物理新人教版必修2同步训练：(19)实验：探究功与速度变化的关系 Word版
2019-2020学年人教版物理必修2同步训练（19）实验：探究功与速度变化的关系1、利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M =200.0 g ，钩码的质量为m =10.0 g ，打点计时器的电源为50 Hz 的交流电.（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_____________________.（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图所示.选择某一点为O ，一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离x ∆，记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v ，其中打出计数点“1”时小车的速度1v =______m/s.（3）将钩码的重力视位小车受到的拉力，取g =9.80 m/s ，利用W x mg =∆算出拉力对小车做的功W .利用2k 1E Mv =算出小车动能，并求出动能的变化量k E ∆.计算结果见下表. 3/10J W -⨯2.45 2.923.35 3.814.26 3k /10J E -∆⨯2.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出k E W ∆-图象.（4）实验结果表明，k E 总是略小于W .某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F =__________. 2、做“探究功与速度变化关系”实验时（1）用如图所示装置做“探究功与速度变化关系”实验时,除了图中已给出的实验器材外,还需要的测量工具有( )A.秒表B.天平C.刻度尺D.弹簧测力计（2）用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时,释放重物前有下列操作,其中正确的是( )A.将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上B.手提纸带任意位置C.使重物靠近打点计时器（3）下图是小球做平抛运动的频闪照片,其上覆盖了一张透明方格纸,已知方格纸每小格的边长均为0.80cm 。
高中物理新课标版人教版必修2优秀教案：实验：探究功与速度变化的关系
6实验 :研究功与速度变化的关系整体设计各样力做功都与其对应的某种能量有关系,研究出它们的关系,就能确定相应能量的表达式 .比如经过重力做功确定了重力势能的表达式,经过弹力做功确定弹性势能的表达式.动能是物体因为运动而拥有的能,物体的动能与它的速度亲密有关, 而物体速度的变化与它受的力有关 ,当物体运动而发生位移时,它所受的力又会做功,所以力对物体做的功与物体速度变化有密切的关系 .本节课就是研究功与速度变化的关系,为下一节动能的学习作准备.本节是一节研究实验课.在进行实验研究、采集数据时 ,需要考虑什么是有价值的数据,用什么方法来获取数据,以及如何证明这些数据是靠谱的.在进行实验时,操作应规范 ;在采集数据时,应脚踏实地 ,坚持谨慎仔细的科学态度.对实验所获取的结论要会判断能否科学,判断的标准就是看其能否拥有重复性,即无论由哪位同学来做这个实验,也无论做几次,在同意的偏差范围内结果都应当是相同的.过去我们重申的实验,主要所指为操作技术,此刻重申的实验,除了操作技术外,希望学生更加重视实验中的科学思想与技术的学习.比方在研究功与速度变化的关系时,其实不需要计算功的详细数值 ,原由是什么 ?在研究以前 ,要要点掌握本实验中的研究方法.此外用图象办理数据比较形象、直观,并且偏差也小 ,所以这类方法一定能够娴熟应用.教课要点学习研究功与速度变化关系的物理方法,并会利用图象法办理数据.教课难点1.实验数据的办理方法——图象法.2.实验过程中的规范操作.课时安排1课时三维目标知识与技术1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.2.学习利用物理图象研究功与物体速度变化的关系.过程与方法1.经过纸带与打点计时器来研究功与速度的关系，体验研究过程和物理学的研究方法.2.实质研究过程中如何把变力做功这个问题解决.感情态度与价值观1.体验研究的困难，享受成功的乐趣.2.经过实验研究，领会学习的快乐，激发学习的兴趣；经过亲自实践，建立“实践是查验真谛的独一标准”的科学观 .小车 (前方带小钩及电源、纸带等.),长木板课前准备(双侧适合的对称地点钉两个钉子),橡皮筋 (5— 6条 ),打点计时器教课过程导入新课情形导入情境 1以下图,奥运会上,某射箭运动员拉弓射箭,箭在弹力作用下,获取很大速度射出去.情境 2以以下图所示,行驶中的汽车,因前方有路障而紧迫刹车,汽车在阻力作用下渐渐停下来.以上两种情境有何共同特色?复习导入复习旧知： 1.重力做功与重力势能:重力做功与路径没关.重力势能是物体和地球这个系统所共有的 ,拥有相对性 .重力做功等于重力势能增量的相反数,即 W G=-ΔE p=mgh 1-mgh2.2.弹力做功与弹性势能发生弹性形变的物体各部分之间存在弹性势能,和重力势能相同,弹性势能也拥有相对性.利用类比和无穷切割再积累的方法能够推得弹性势能的表达式.弹性势能的改变与弹力做功有1212关： W p=kx1kx2弹=-ΔE22力对物体做功与动能必定有关系,而动能与速度直接对应,本节课我们来研究功与速度变化的关系 .问题导入“在很早的时候人们就认识到,要想使物体运动是要付出代价的”,在现实生活中我们也常常碰到这样的例子:要想使汽车运动起来是要耗费汽油的;要想使火箭获取一个很大的速度,进而飞向太空 ,这相同要耗费大批的燃料; 要想使铅球、铁饼等物体获取初速度进而把它们扔掷出去,这也需要运动员耗资大批的体力.以上各样现象中,要使物体获取的速度越大,需要付出的代价也越高.这说了然什么物理问题 .推动新课一、研究的思路问题研究1.阅读课文 ,说出该研究实验的目的、实验所需要的器械及实验的设计思路.2.课本中利用不一样数量的橡皮筋拉动小车做功 ,对此 ,你有何认识 ?如何选择橡皮筋才尽可能减小偏差 ?3.实验时为何要均衡摩擦力?如何均衡 ?4.实验中如何来测定小车的速度?如何从纸带上剖析出小车在经过 B 点时的速度 ?点：研究学方式特在学程中的重要性.通来行学,把看作是学的力、起点和穿于学程的主.上述一串的由易到,由到繁 ,由小到大 ,推 ,通的置,引学生学会思虑剖析,学会、解决.学生活 : 着文,思虑、沟通、解决,学生代表言.生互 : 学生代表在回答程中,教予价、引,使的答案正确、范.研究目的：(1) 通研究力物体做的功与物体速度化的关系.(2) 领会研究的程和所用的方法.器械 :木板、小、橡皮筋、打点器及源、等.思路 : 如所示(1)法橡皮筋小做的功分W 、2W 、 3W ⋯⋯(2)由和打点器分出小得的速度v1、 v2、 v3⋯⋯(3) 以橡皮筋小做的功坐(以第一次的功 W 位 ),小得的速度横坐 ,作出 W-v 曲 .(4) 假如 W-v 曲是一条直 ,表示 W ∝ v;假如不是直 ,可着手考能否存在以下关系:W ∝ v2、W ∝ v3、 W ∝v⋯⋯(5) 依据 Wv 草 ,大概判断两个量可能是什么关系.假如很可能是 W ∝ v2,就做出 Wv 2曲 ,假如条曲是一条直,就能够明你的判断是正确的 .注意事：1.橡皮筋拉小的作使劲是力,我不可以求力做功,但用相同的橡皮筋,且伸量都一 ,橡皮条数量的关系就是做功多少的关系,所以 ,能够不需求出力功的大小,就知道功的关系 .2.市售的橡皮筋粗不一,一致性差 ,力偏大 .不一样的橡皮筋之的力差别也大,不可以足本的要求 .并且用起码 4 根以上力大,使打出的点数少 ,致使找不出小不受力匀速运所打出的点.可服饰中使用的多股橡皮筋的松,要仔地剪成股.3.中的小不行防止地要受摩擦力的作用 ,我研究拉力小做功和速度的关系 ,清除其余力的影响 .可将木板的一端稍高 ,推小 ,察小能否做匀速运 ,使重力的分力与摩擦力相均衡 ,除去摩擦力的影响 .4.(1)用打点器来速度;(2)用照相来速度 ;(3)用感器借助算机来速度 .因为器械和每次操作程的分别性完整一致 , 使得每次改橡皮筋的条数此后地点不必定出在预先定的 B 点 ,可能在,特别是橡皮筋不行能做到各条之的度、粗,上反应小匀速运段的点数,和些点的B 点前后 .是因小在几条橡皮筋拉下运至B 点 ,可能遇到此中某条橡皮筋的拉力.所以上的点要行剖析,方法是比 B 点以前及 B 点以后若干个相两点的距离能否基真相同.相距离基真相同的若干个点作小的匀速运段,用些点算小的速度.二、操作的技巧教活：利用多媒体展现,学生思虑、回答.： 1.想若不均衡摩擦 ,上的点会是什么的 ?均衡摩擦以后 ,做上的点又是什么的 ?2.上的点距其实不都是平均的,用哪些点距来确定小的速度?什么 ?3.在改橡皮筋的条数后 ,什么要把小拉到相同的地点放 ?不做会出什么象 ? 学生活 : 分 .生互 : 学生言 ,教点、.明确 :1.若不均衡摩擦,小在开始受橡皮筋的拈力和摩擦力.拉力逐小,摩擦力不 .在两个力相等前做加快度愈来愈小的加快运,两力相等速度达到最大.以后两力的协力方向与速度方向相反,协力开始做功,做加快度愈来愈大的减速运,当橡皮筋恢还原后受摩擦力 ,做匀减速直运.故上的点是两密、中疏,几乎找不到距相等的点.均衡摩擦后 ,小开始做加快度愈来愈小的加快运,橡皮筋恢还原后做匀速直运,故点迹是开始密 ,愈来愈疏 ,以后距相等 .2.由上述剖析可知,均衡摩擦后 ,上的点其实不都是平均的筋在小做功,恢还原 ,做功完 .小做匀速运.在小做加快运的程中,橡皮,所以我要点距相等的点来确定小的速度 .详细做法 :出点距相等的n 个点的位移 x,v=x. (n 1)T3.由上一研究已知道 ,簧或橡皮筋性能1kx2.每次必拉至相同地点 ,目的是保2每次每条橡皮筋的性能相同,橡皮筋的条数与性能成正比,使得做的功与橡皮筋的条数成正比 .跟着橡皮筋条数的增加,做功分 W 、 2W 、3W ⋯⋯若不格拉至同一地点,就不足上述状况,造成大差 .三、数据的理教活：提出,学生思虑 ,回答 .： 1.于所获取的数据,我如何理 ?2.描象我注意哪些?学生剖析、思虑、回答:生互 : 学生回答 ,教点 ,引 .明确 :1.将获取的一 (W,v) 描点于W-v坐平面内 ,从点的散布状况来大概判断是什么的曲 ,而后分探画出 W 与 v、 W 与 v2、 W 与 v3、 W 与v 之的象.因直关系最简单判断两个物理量的关系,所以通探 ,找出哪一是正比关系 ,最后确定功与速度的最关系 ,也可借助算机来行剖析、整理.2.数据理同体了研究的思路,在 Wv 坐系中描出W 、 v 的各点后 ,既要察各点的地点关系 ,又要思虑些点之有的函数关系.因为差 ,些点的地点有可能表直散布 ,也可能表曲散布.一般呈直散布的原由是因为橡皮筋的拉力大,小的速度比大 ,加之次数少 ,所取的点数也少 ,使 W、v 各点近似成性散布 .能够从双方面解决 : 在小上加砝,增大小量,使小速度不致快;此外在画加大坐的位度 .从原点 O 开始描也能够防止画成直.画画成光滑的曲,不可以成折;在画直尽可能使点落在直上,不可以落在直上的点平均散布在直的两,如甲、乙所示.教师活动 : 要修业生依据实验的设计思路,概括进行实验的步骤 .分小组进行实验 ,教师观看学生实验 ,实时赐予帮助或指引 .学生活动 : 概括实验步骤 ,按步骤进行实验 .问题研究问题 :研究汽车的制动距离与车速的关系导思：汽车的制动性能，是权衡汽车性能的重要指标.在一次汽车制动性能的测试中，司机踩下刹车闸，使汽车在阻力作用下渐渐停止运动.下表中记录的是汽车由不一样速率行驶时，制动后所经过的距离 .汽车速率 v/(km ·h-1)制动距离 s/m101204401660？能够依据表中的数据，剖析以下问题：1.为何汽车的速率越大，制动的距离也越大？2.让汽车载上 3 名乘客，再做相同的测试，结果发现制动距离加长了.试剖析原由 .3.设汽车在以 60 km/h 的匀速率行驶的时候制动，在表中填上（没有乘客时的）制动距离的近似值 .试说明你剖析的依照和过程 .你能够运用动能定理列方程组解答，也能够经过剖析表中的数据，找出车速v 跟制动距离 s 的（比率）关系，进而求出当汽车速率为60 km/h 时的制动距离.研究：以汽车为研究对象 .在制动过程中，刹车产生的阻力对汽车做负功，汽车制动后的末速度是零 .假定汽车制动时的阻力不变，由动能定理可知，汽车制动前的初速度（初动能）越大，制动时阻力做的功也越多，因此制动过程中经过的距离也越长.汽车载客越多，汽车的动能越大.所以，在制动过程中战胜阻力做功越多，冲出的距离就越长 .当公路上行驶的车辆不测发生碰撞时，它们的破坏程度和事故的严重性跟碰撞前车辆的动能大小有关，而车辆的动能则取决于车辆的质量和速度的平方.所以在公路上，特别是在高速公路上，都有限制车速的标记.货车、客车的质量较大，对它们速度大小的限制值要比轿车小一些 .如高速公路对中、重型车辆和客车的车速限制一般是100 km/h ，对轿车一般是120 km/h.有的汽车（如城市中的双层客车）在设计时厂家就把车速限制在70 km/h ；当汽车速度高于 70 km/h 时，即便驾驶员踩油门，燃油系统也不会把燃油送到发动机中，直到汽车速度低于70 km/h ，才会恢复供油.例对于研究功与物体速度变化的关系实验中,以下表达正确的选项是（）A.每次实验一定想法算出橡皮筋对小车做功的详细数值B.每次实验中 ,橡皮筋拉伸的长度没有必需保持一致C.放小车的长木板应当尽量使其水平D. 先接通电源 ,再让小车在橡皮筋的作用下弹出分析：本实验没有必需测出橡皮筋做的功究竟是多少焦耳,只需测出此后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了,A错 .每次实验橡皮筋拉伸的长度一定保持一致,只有这样才能保证此后各次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍,B错 .小车运动中会遇到阻力 ,只有使木板倾斜到必定程度,才能减小偏差错实验时 ,应当先接通电源 ,让打点计时器开始工作 ,而后再让小车在橡皮筋的作用下弹出,D正确.答案： D评论：做实验前 ,要先认识研究的内容、思路、方法,才能对实验中存在的问题进行正确办理.例 2 某同学在研究功与物体速度变化的关系时获取了W 与 v 的一组数据 ,请你对这些数据进行办理 ,并确定 W 与 v 之间的关系 .W0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 -1)0.000.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89v/(m ·s20.000.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57v分析：以 W 为纵坐标 ,v 为横坐标 ,作出 W-v 曲线 .以 W为纵坐标 ,v2为横坐标 ,作出 W-v 2曲线 .由图象可看出 :W ∝ v2.评论：用图象法剖析两物理量之间的关系,很直观 ,也很清楚 .[=LT1(3[= 某同学在研究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图564 所示的实验 .将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器.先用手提着纸带，使重物静止在凑近计时器的地方 .而后接通电源，松开纸带，让重物自由着落，计时器就在纸带上打下一系列小点 .获取的纸带如图 5-6-5 所示， O 点为计时器打下的第 1 个点 .该同学对数据进行了以下办理 :取 OA=AB=BC ，并依据纸带算出了 A 、 B 、C 三点的速度分别为v A=0.12 m/s ， v B=0.17 m/s ，v C=0.21m/s.依据以上数据你可否大概判断W ∝ v2?解答：设由物所做的功为O 到 A 的过程中，重力对重物所做的功为W ，那么由O 到2W，由 O 到 C 的过程中，重力对重物所做的功为3W.B 过程中，重力对重由算可知，2-2 2 22-222v2-2 2 2，v B2v C2×m /s ，v B=2.89×，C =4.41×m /s≈2，≈3，v A=1.44 1010 m /s10vA2v A222222是正确的 .也能够依据 W-v 2的曲来判断 .即 v B≈2v A， v C≈3v A.由以上数据能够判断W ∝ v堂1.本是一个研究性,研究的目的是（）A.研究力与物体运速度的关系B.研究力与物体运加快度的关系D.研究力物体做的功与物体速度化的关系答案： D2.于橡皮筋做的功来 ,直接量是有困的 .我能够奇妙地避开个而不影响的解决 ,只需要出每次橡皮筋小做的功是第一次的多少倍，使用的方法是（）A. 用同的力小做功，小通的距离挨次l 、2l、3l⋯⋯行第1次、第 2次、第 3次⋯⋯ ,力小做的功就是W、 2W、 3W、⋯⋯B. 小通相同的距离，第 1 次力 F，第 2 次力 2F、第 3 次力3F⋯⋯，力小做的功就是 W 、 2W 、3W⋯⋯C.用同的橡皮筋，在中每次橡皮筋拉伸的度保持一致，当用 1 条、2条、3条⋯⋯同的橡皮筋行第 1 次、第 2 次、第 3 次⋯⋯，橡皮筋小做的功就是W、 2W、3W⋯⋯D. 利用簧力量小的拉力F，利用直尺量小在力作用下移的距离l ，便能够求出每次中力小做的功，可控制W、 2W 、 3W⋯⋯答案： C3.在本中，小在运中会遇到阻力作用,在小沿木板滑行的程中，除橡皮筋其做功之外，有阻力做功，便会来差，我在中想到的法是使木板稍微斜 .于木板的斜程度，下边法中正确的选项是（）A.木板只需稍微斜一下即可，没有什么格的要求B.木板的斜角度在理上足下边条件，即重力使物体沿斜面下滑的分力等于小遇到的阻力C.假如小在滑行的木板上能做匀速运，木板的斜程度是切合要求的D.其木板不斜，也不大，因是存在差的答案： BC4.在研究功与物体速度化的关系中作出Wv 象如所示,切合的是（）答案： C5.在研究功与物体速度化关系的中，某同学在一次中获取了一条如所示的条上的点两头密，中稀少.出种状况的原由可能是(),A. 电源的频次不稳固C.没有使木板倾斜或倾斜角太小B. 木板倾斜程度太大D. 小车遇到的阻力较大答案： CD 讲堂小结经过本节研究实验,我们学会了一种奇妙的方法:橡皮筋的弹力做功不便于用公式来计算但是改变橡皮筋的条数,保持小车相同的运动距离,则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比.实验过程影响实验结果的原由主假如均衡摩擦能否适合.轻推小车 ,恰巧做匀速直线运动才能够 .,2经过对数据的办理得悉W ∝ v .1.阅读教材中“做一做”,有条件的同学能够在自家电脑上练习.2.试试改良实验装置,说出你的实验原理.板书设计6实验 :研究功与速度变化的关系一、实验目的 :研究功与速度变化的关系二、实验原理 :橡皮筋拉小车做功 ,可用橡皮筋的条数来确定 ,小车获取的速度由打点计时器测出 .三、操作步骤 :(略 )四、注意事项 :均衡摩擦力五、 W ∝v2.活动与研究课题：人骑自行车在平直的路面上运动,当人停止蹬车后 ,车还能持续向前运动.研究外力对车做的功与车速度的关系 .研究方法：运动过程中遇到的阻力可以为大小不变.步骤：1.使自行车获取某一速度后，停止蹬车，让自行车沿着平直路眼行进，用停表测出自行车从停止蹬车到停止运动所用的时间t，用皮尺测出自行车停止蹬车后运动的距离s.2.设自行车无动力后遇到的阻力为 f ，则这一过程阻力所做的功W f=fs ，自行车的初速度v0=2 v =2s/t.3.重复实验步骤 1 能够获取多组t 和 s 的值 .4.经过作 Wv 图象或许计算的方法能够获取Wv 的关系 .设计评论物理学是以察看和实验为基础的,本节就是一节研究实验课.为了能使学生在自己着手实验前能够理解实验的目的、设计思路及实验时应注意的事项,本教课方案采纳了问题研究式教学 .由教师提出一串问题 ,学生疏组议论、思虑、解答 ,使学生在沟通和议论中 ,借助集体的智慧提升了自己的素质 .问题由浅及深 ,层层推动 ,虽有必定的难度 ,但学生略加思虑就能解决 ,在解决问题的过程中学生就会产生自信心 ,乐于学习 .。
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课时训练18实验:探究功与速度变化的关系题组一实验原理的理解1.在利用橡皮筋“探究功与物体速度变化关系”的实验中,每次选取纸带后,我们应选取纸带上的哪些点来求小车的速度()A.间距均匀的B.间距不均匀的C.间距均匀的与不均匀的都可D.最好是间距均匀的,若纸带上没有间距均匀的,也可用间距不均匀的解析:橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功,小车做匀速运动,纸带上的点间距是均匀的,故A对,B、C错;若纸带上没有间距均匀的点,说明纸带太短,橡皮筋还没完全恢复原状纸带已完全通过打点计时器,在这种情况下应选用更长的纸带,或者是因为没有完全平衡摩擦力,需重新平衡摩擦力,故D错。
答案:A2.如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,关于橡皮筋做的功,下列说法中正确的是()A.橡皮筋做的功可以直接测量B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍解析:橡皮筋做的功等于橡皮筋所释放的弹性势能,但无法直接测量,橡皮筋的条数成倍增加,弹性势能也会成倍增加,即做功成倍增加,但橡皮筋只是在释放弹性势能的一段时间内才做功,故A、C错,B对。
橡皮筋的弹性势能与形变量不成正比,当拉伸为原来的两倍时,橡皮筋做的功不会变为原来的两倍,故D错。
答案:B3.我们知道,重力势能的变化与重力做功密切相关,弹性势能的变化与弹力做功密切相关。
那么,请你猜测动能的变化与什么力做功密切相关呢()A.动力B.阻力C.合外力D.不能确定解析:物体动能的变化与它的速度的变化是密切相关的,而物体速度的变化又与加速度和时间有关,加速度的大小是取决于物体所受的合外力,所以可以猜测,动能的变化应该与合外力做功密切相关。
答案:C题组二实验操作及注意事项4.在探究力对物体做的功与物体速度的关系的实验中,有关小车质量的选择,下列说法正确的是()A.小车质量应该尽量小一些B.小车质量应该大一些C.与小车质量无关D.以上说法都不对解析:如果小车质量太小,当用多条橡皮筋时,小车运动速度过大,可能使纸带上打出的点数太少,难以找到合适的点计算小车的速度。
答案:B5.在探究功与物体速度变化的关系实验中得到如图所示的一条纸带,则应根据哪段来计算小车获得的速度?为什么?解析:求小车的速度时应根据4~6点来计算。
因为小车从静止开始先做变速运动,从题图中可看出,0~3点小车一直在加速,第3点到第4点间不能确定小车加速完毕的时刻。
4~6点比较均匀,认为是匀速运动,所以速度v=,其中s46为纸带上第4点到第6点的距离,T为相邻两点间的时间间隔。
答案:应根据4~6点来计算,得到的速度是。
因为4~6点间距比较均匀。
题组三数据处理及误差分析6.在探究功与速度变化关系的实验中作出的W-v曲线,应为()解析:W∝v2,W-v图象应为开口向上的抛物线。
答案:B7.(多选)在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带,这条纸带上的点两端较密,中间稀疏。
出现这种情况的原因可能是()A.释放小车后才通电打点B.木板倾斜程度太大C.木板倾斜程度太小D.忘记平衡摩擦力解析:从所打出的纸带上的点迹可以看出,小车先做加速运动,这是由于橡皮筋恢复原长前不断对小车做功;小车后来做减速运动,表明小车的合力为阻力,这是因为实验时忘记了平衡摩擦力,或由于木板一端垫得太低致使摩擦力平衡得不够。
故选项C、D正确。
答案:CD(建议用时:30分钟)1.(多选)在“探究做功与物体速度变化的关系”的实验中,下列叙述正确的是()A.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致B.放小车的长木板应该尽量保持水平C.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出D.实验中打出的纸带应取点迹均匀的部分计算小车弹出后的速度解析:我们用橡皮筋拉动小车的方法来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系。
实验时,每次保持橡皮筋的形变量一定,当有n根相同橡皮筋并系在小车上时,n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍,所以每次实验中,橡皮筋拉伸的长度必须要保持一致,故A错误;为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果,必须平衡摩擦力,长木板要适当倾斜,故B错误;根据打点计时器的使用规则可知C正确;实验中我们要知道小车获得的最大速度,即橡皮筋做完功时的速度,所以应该对应纸带上点迹均匀的部分计算速度,D正确。
答案:CD2.对于橡皮筋做的功来说,直接测量是有困难的。
我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决,只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍,使用的方法是()A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次为s、2s、3s…进行第1次、第2次、第3次……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W…B.让小车通过相同的距离,第1次力为F、第2次力为2F、第3次为3F……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W…C.选用同样的橡皮筋,在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致,当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时,橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W…D.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F,利用刻度尺测量小车在力作用下移动的距离s,便可以求出每次实验中力对小车做的功,可控制为W、2W、3W…解析:实际操作第一次用一根橡皮筋,以后各次分别用2根、3根……且每次拉到同样的长度,即能得到W、2W、3W……的功。
答案:C3.图为探究力对物体做功与物体速度的关系的装置图,在实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变,这样每次橡皮筋()A.做的功一样B.每条橡皮筋产生的弹性势能相同C.产生的动能相同D.产生的重力势能相同解析:实验中每次橡皮筋的条数不同,所以对小车做的功不同,小车产生的动能不同,但每条橡皮筋产生的弹性势能相同,所以B项正确。
答案:B4.如图所示为与小车相连穿过打点计时器的一条纸带,纸带上的点并不都是均匀的,下面说法正确的是()①纸带的左端是与小车相连的②纸带的右端是与小车相连的③利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度④利用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度A.①③B.②④C.①④D.②③解析:刚开始释放时,与小车相连的一端打出的点应比较密集,且点的间距逐渐变大,故右端与小车相连;为确定小车速度应选取间距均匀的点,这时橡皮筋已停止对小车的作用,故②和④正确。
答案:B5.(多选)在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,根据所获得的数据,使用作图软件作图,则下列图线可能正确的是()解析:由本节实验结论可知W∝v2,由此可知,选项A对。
以W为横坐标、以v为纵坐标,由于v∝,v-W图线应为一开口向下的抛物线,选项B错。
以W为纵坐标、以v为横坐标,W-v图线应为一开口向上的抛物线,选项C对。
以W为纵坐标、以为横坐标,W-图线应为一反比例函数图线,选项D错。
答案:AC6.(多选)某研究性学习小组觉得教材中实验的测量过程较复杂,改进如下:如图所示,将教材中实验的长木板放在桌面的边缘,小车的前端放一小球,小车在橡皮筋作用下加速运动,到桌面边缘后小车在挡板作用下停止运动,小球做平抛运动,测出橡皮筋的条数为1、2、3、…、n时小球的平抛距离x1、x2、x3、…、x n,则()A.如果忽略一切摩擦,x∝n(n为橡皮筋的条数)B.如果忽略一切摩擦,x2∝n(n为橡皮筋的条数)C.该实验中小车受到的摩擦力可以通过倾斜木板的方法平衡而不产生新的误差D.该实验中倾斜木板会产生误差解析:由W∝v2、x∝v、W∝n得x2∝n,选项A错误,B正确;该实验应用了平抛运动的规律,如果木板倾斜,则变为斜抛,将产生误差,选项C错误,D正确。
答案:BD7.某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W。
当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致),每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打的纸带上的点计算出。
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和(选填“交流”或“直流”)电源;(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力,则下面操作正确的是()A.放开小车,能够自由下滑即可B.放开小车,能够匀速下滑即可C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是()A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态C.小车在两个铁钉的连线处D.小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)。
解析:(1)打点计时器使用的是交流电源;(2)平衡摩擦力时,应将纸带穿过打点计时器,放开拖着纸带的小车,小车能够匀速下滑即可,故D正确;(3)放开小车后,小车做加速运动,当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时,小车的速度最大,此时橡皮筋仍处于伸长状态,B正确;(4)从纸带上看,纸带的GJ段打点比较均匀,所以应选用纸带的GJ段进行测量。
答案:(1)交流(2)D(3)B(4)GJ8.质量为1 kg的重锤自由下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为6 V、50 Hz的交流电源。
如图甲所示,纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点起点,选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O点距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2,单位为mm,重力加速度取9.8 m/s2。
则:(1)求出B、C、D、E、F(2)求出物体下落时,从O:(3)选择适当坐标轴,在图乙中画出物体重力做的功与物体速度之间的关系。
图中纵坐标表示,横坐标表示,由图可得重力所做的功与成关系。
解析:(1)各点速度由公式v=求出。
v B= m/s≈1.18 m/s同理v C≈1.57 m/s,v D≈1.96 m/s,v E≈2.35 m/s,v F≈2.74 m/s。
(2)重力做的功由W=mgΔx求出。
W B=mg=1×9.8×70.6×10-3 J≈0.69 J同理W C≈1.23 J,W D≈1.92 J,W E≈2.76 J,W F≈3.76 J。
(3)以重力做的功W为纵坐标、以v2为横坐标建立坐标系,作出W-v2图象,由图象看出W与v2成正比。